1.3   短路與可燃物的起火

在有電位差的導(dǎo)體之間，發(fā)生電弧放電或短路，因此出現(xiàn)熔融、熔接、熔斷、熔渣等痕跡，這些痕跡可統(tǒng)稱為電氣熔融痕跡。眾所周知，電氣熔融痕跡是電弧放電或短路產(chǎn)生的高溫造成的，熱能具有使周圍可燃物起火燃燒的能力。試想，如果短路引發(fā)可燃物起火，來(lái)自于城市煤氣或LP氣體等可燃性氣體或汽油、酒精等可燃性液體的氣化蒸汽，它們都會(huì)因瞬間短路而引起火災(zāi)。那么固體可燃物的情況如何呢？固體可燃物僅在起火點(diǎn)產(chǎn)生高溫的條件下是不會(huì)燃燒的，其實(shí)，這是高溫持續(xù)時(shí)間與固體可燃物熱容量間的問(wèn)題。因此，即便火焰的溫度比發(fā)生短路時(shí)的溫度低很多，同樣可以使固體可燃物起火燃燒。另外，短路所需的熱能不會(huì)全部有效地被起火消耗，所以不可以僅以總能量來(lái)討論是否會(huì)起火。固體可燃物是各種各樣的，完全相同的物質(zhì)極少，相對(duì)于起火和燃燒來(lái)說(shuō)，不可以不考慮現(xiàn)實(shí)情況而一概而論。

但是，普通家庭因短路導(dǎo)致火災(zāi)的實(shí)際情況是，固體可燃物并不都會(huì)像脫脂棉那樣容易起火。如此不易起火的固體可燃物為什么會(huì)因短路而導(dǎo)致起火并形成火災(zāi)了呢？普通家庭用配電盤安裝有以保護(hù)室內(nèi)配線為目的的斷路器。斷路器的特點(diǎn)是：當(dāng)短路發(fā)生時(shí)，通過(guò)斷路器的短路電流越大，越能在短時(shí)間切斷回路發(fā)揮其保護(hù)功能，有效避免事故和火災(zāi)發(fā)生。

但是，一旦條件具備，也會(huì)發(fā)生罕見(jiàn)的致使固體可燃物起火的短路（照片1、照片2)。覆蓋與電線和端子之間的絕緣物平時(shí)并不通電，但是絕緣因環(huán)境和使用條件的變化發(fā)生了老化，老化部分不斷產(chǎn)生微小放電和發(fā)熱，從而使老化進(jìn)展，形成碳化導(dǎo)電路。

照片1插頭齒間短路狀況 (火焰和金屬粉末飛散）

照片2  短路后，火苗向上燃燒的插頭

通過(guò)碳化導(dǎo)電路發(fā)生的短路，不同于正常導(dǎo)體之間發(fā)生的放電或短路，由于短路脈沖電流斷斷續(xù)續(xù)通過(guò)，所以，電流斷路器未能瞬間斷開(kāi)，短路狀態(tài)不斷持續(xù)。短路一直持續(xù)到導(dǎo)體間的碳化導(dǎo)電路被燒毀，或者電流斷路器啟動(dòng)為止。日前發(fā)生的因短路熱能大幅度超過(guò)導(dǎo)體的熔融溫度，逐漸產(chǎn)生熔融，導(dǎo)致周圍的溫度突然升高，進(jìn)而形成爆燃的燃燒狀態(tài)，通過(guò)絕緣物熔融產(chǎn)生的可燃性氣體開(kāi)始燃燒，四周被火焰籠罩，所有的固體可燃物被燃燒殆盡。

但是，為了過(guò)渡到火災(zāi)釀成，起火的固體可燃物需要持續(xù)性燃燒，才會(huì)擴(kuò)大火勢(shì)。因此，短路或放電發(fā)生的火災(zāi)，有時(shí)是周圍有容易延燒起火的可燃物存在，而且是發(fā)展型地延燒，而有時(shí)只要周圍沒(méi)有可燃物就不會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生。最近，由于居住環(huán)境的變化，一些家庭不再隨時(shí)丟棄垃圾，家里堆積了很多可燃物，在這種特別異常的條件下，一旦發(fā)生電氣短路，肯定會(huì)增加釀成火災(zāi)的危險(xiǎn)性。

2.火災(zāi)實(shí)例

2.1   構(gòu)成火災(zāi)起因的電氣熔融痕跡案例

第一個(gè)例子是一所普通的住宅起火，最后導(dǎo)致住宅全部被燒毀。居住者在起火的最初期階段發(fā)現(xiàn)更衣室起火（照片3)，該住宅的面積較大，為了縮小起火點(diǎn)可疑范圍，我們從起火點(diǎn)附近找到了有延長(zhǎng)電線伸出的分接插頭（照片4)，在插入式插頭上發(fā)現(xiàn)了電氣熔融痕跡 (照片5)，最后終于查明起火原因。

通過(guò)這一案例，我們發(fā)現(xiàn)聚氯乙烯一體成型插頭一旦發(fā)生絕緣不良問(wèn)題，插頭的插銷之間即發(fā)生短路，很多插銷的根部產(chǎn)生熔融。因?yàn)?，在此部位產(chǎn)生的電氣熔融痕跡絕不是火災(zāi)后的次生災(zāi)害，所以判定該痕跡系直接起火原因。

照片3起火場(chǎng)所（更衣室）附近的狀況

照片4 地板上發(fā)現(xiàn)的延長(zhǎng)電線的分接插頭(箭頭為電氣熔融痕跡處) 

照片5 分接插頭上插著的除濕烘干機(jī)用插頭的插銷出現(xiàn)了電氣熔融痕跡

2.2   非火災(zāi)原因的電氣熔融痕跡案例

照片6是過(guò)去大家混居的樓房?jī)?nèi)一層起火，將機(jī)械設(shè)計(jì)事務(wù)所全部燒毀的火災(zāi)。起火時(shí)，該事務(wù)所沒(méi)有一名員工在，而且出口還被上了鎖?；饎?shì)是從臺(tái)子上放著的大型圖紙復(fù)印機(jī)附近燒起。

仔細(xì)檢查起火點(diǎn)附近時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)了電氣配線有多處熔斷痕跡，還發(fā)現(xiàn)了電水壺蓋子上有一部分。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)電水壺主體在滅火時(shí)被移動(dòng)到了別處。產(chǎn)生電氣熔融痕跡的電線是電水壺的，由于電線在中間部位沒(méi)有開(kāi)關(guān)，所以可以考慮水壺主體處于保溫狀態(tài)，于是我們因此懷疑電水壺引發(fā)火災(zāi)。主體的本體底部裝有雙金屬式溫度調(diào)節(jié)器和溫控保險(xiǎn)絲（129℃），雙金屬呈現(xiàn)熔融狀態(tài)（照片7)。

照片6 現(xiàn)場(chǎng)的狀況(虛線部分是起火點(diǎn))

照片7 電水壺底部(A:溫度調(diào)節(jié)器B:溫度保險(xiǎn)絲)

    相關(guān)人員對(duì)究竟是裝有安全裝置處于保溫狀態(tài)的電水壺起火，還是電線電氣熔融痕跡才是起火的原因進(jìn)行了多次討論，結(jié)果如下：只要電水壺處于正常的保溫狀態(tài)，不存在起火危險(xiǎn)，電線的熔融痕跡也沒(méi)有特別異常現(xiàn)象，所以判定電氣熔融痕跡屬于火災(zāi)造成的次生災(zāi)害。據(jù)相關(guān)人員介紹，電水壺作為隔水煮使用，是用溶劑（DMSO）二甲基亞砜對(duì)工業(yè)材料解熱進(jìn)行的試驗(yàn)。因此，決定以相同條件做試驗(yàn)再進(jìn)行確認(rèn)。（圖2）

試驗(yàn)結(jié)果表明，由于電水壺的蓋子是敞開(kāi)的，隨著時(shí)間的流逝，水位漸漸下降，加熱器露出水面，在這種情況下，盡管出現(xiàn)異常高溫部位，但是安全裝置沒(méi)有啟動(dòng)， 裝入DMSO的容器開(kāi)始熔融，流淌出來(lái)的DMSO通過(guò)加熱器熱能起火，電水壺開(kāi)始燃燒，電線短路溶斷（圖3)。

由此可見(jiàn)，即便是安裝了安全裝置的產(chǎn)品，由于使用方法不當(dāng)，也可以釀成火災(zāi)，如果只囿于電氣熔融痕跡，是無(wú)法查明真正的火災(zāi)起因的。

2.3   電氣器具的電氣熔融痕跡

    下面的例子是一戶普通住宅的浴室起火，住宅被全部燒毀。由于看到浴室里的家庭用洗澡水循環(huán)過(guò)濾循置（24小時(shí)浴盆）（照片8)本體內(nèi)的電源線存在電氣熔融痕跡 (照片9)，所以懷疑是器具本身起火。水循環(huán)過(guò)濾循置（24小時(shí)浴盆）（照片8)本體內(nèi)的電源線存在電氣熔融痕跡 (照片9)，所以懷疑是器具本身起火。

電熱器具的溫度控制是通過(guò)烘干機(jī)和取暖設(shè)備頻繁啟動(dòng)進(jìn)行的，如果使用負(fù)荷電流大的加熱器控制溫度，加熱器的配線大多直接采用焊錫連接控制印刷電路板。因印刷電路板的連接部發(fā)熱造成的火災(zāi)較多，所以調(diào)查原因時(shí)，需要采集所有微小的零部件進(jìn)行仔細(xì)的檢查。

3.電氣熔融痕跡與火災(zāi)的原因

電氣熔融痕跡是通電中的電線的絕緣功能下降，發(fā)生接觸不良、發(fā)熱、放電或短路等，在導(dǎo)體上產(chǎn)生的痕跡。作為火災(zāi)原因的研究重點(diǎn)，應(yīng)該放在電氣熔融痕跡發(fā)生在電路的哪個(gè)部位，痕跡周圍的燒損狀況如何？ 電路的連接部位和容易重復(fù)增加外力的部位容易產(chǎn)生痕跡時(shí)，可能成為火災(zāi)的原因，因此，應(yīng)注意觀察。被卡釘固定的地方和承載重物的位置，因火災(zāi)發(fā)生二次短路的情況較多，注意不要錯(cuò)誤地判定其為火災(zāi)的原因。在非連接處配線的途中產(chǎn)生的電氣熔融痕跡，本應(yīng)從火災(zāi)原因中去掉，只要不是線束狀態(tài)產(chǎn)生較大的負(fù)荷，就不可能成為火災(zāi)的原因。

照片9本體內(nèi)配線的電氣熔融痕跡（左)上述痕跡的擴(kuò)大（右)

照片10印刷電路板連接端子的電氣熔融痕跡（虛線部分)